汽车AEB患上“夜盲症”，为何高分辨率成像雷达是唯一解药？ 来源:电子发烧友网 发布时间:2022-11-22 949浏览
电子发烧友网报道（文/吴子鹏）当地时间8月30日，IIHS（Insurance Institute for Highway Safety，美国公路安全保险协会）在其官网发布了一篇新闻。文章指出，只有极少数测试车辆的AEB（Autonomous Emergency Braking，自动紧急制动）能够在保护行人安全的夜间测试中出色地工作，所测试的23辆汽车中仅有4辆获得了最高的评分，整体表现并不理想。 IIHS主席David Harkey表示，“正如我们所料，大多数行人AEB系统在黑暗中不能很好地工作。”将这句点评换一种说法，那就是大部分搭载AEB系统的汽车都有“夜盲症”。 “传感器的性能缺陷是导致这些车辆在IIHS夜间行人AEB测试中表现不佳的主要原因，这些车辆搭载的摄像头和传感器存在功能缺陷重叠的情况，致使车辆无法在夜间保护行人的安全。”感知雷达解决方案全球领军企业Arbe公司首席执行官Kobi Marenko认为，“这会使对自动驾驶技术持怀疑态度的消费者更加谨慎。重新赢得消费者的信任，提升夜间场景下AEB系统的安全性已经刻不容缓。”
Arbe公司首席执行官Kobi Marenko 高分辨成像雷达是至关重要的
目前，在自动驾驶实现方面，全球主要的技术流派分别是纯视觉以及传感器融合。基于纯视觉的自动驾驶方案由摄像头完成所有的外部感知任务，然后由计算芯片做决策，对于AEB系统而言同样如此，系统内的ECU或者域控制器凭借摄像头捕捉的信息决定是否在驾驶员没有来得及踩制动踏板的情况下，由车辆实现自主制动；基于传感器融合的自动驾驶方案和前者的区别在于，感知硬件不只是摄像头，还有激光雷达、毫米波雷达、成像雷达和超声波雷达。 Arbe公司首席执行官Kobi Marenko指出，要想在夜间场景下避免碰撞，一开始就要走传感器融合的路线，因为高分辨率成像雷达是唯一满足这一应用场景的传感器。 所谓的成像雷达也就是4D毫米波雷达，是3D毫米波雷达的升级版。4D成像雷达在传统毫米波雷达的基础上增加了目标探测物的高度信息，传统毫米波雷达只有X轴、Y轴的信息数据，4D成像雷达则又增加了Z轴，能够收集探测物距离、方位、高度以及速度四个维度的信息，因此高分辨率的4D成像雷达便具备物体探测、解析和分辨的能力。 传统毫米波雷达由于只能感知地面上的物体，因此在高阶自动驾驶方面已经不能够满足性能冗余的要求。与此同时，在帮助AEB系统应对夜间场景时，4D成像雷达也具有天然的优势。“高分辨率成像雷达是唯一能够在不同天气环境和不同照明条件下进行感知的传感器，在Arbe的感知芯片组里搭载丰富的感知算法，并增加了自由空间映射功能，可以识别车辆周围环境中的可驾驶区域，引导车辆在白天或晚上行驶，并保护交通弱势群体（行人、骑自行车的人等）。”Arbe公司首席执行官Kobi Marenko讲到。 Arbe成像芯片组的优势
根据Arbe公司首席执行官Kobi Marenko的描述，为了实现自由空间映射，Arbe感知芯片组采用增强的FMCW(调频连续波)技术，具有多通道、高灵敏度、高分辨率、全空间感测（包括仰角）的性能优势，帮助自动驾驶系统构建全场景的感知能力，防止AEB系统出现虚警和漏警的情况。 从产品设计角度来看，Arbe感知雷达芯片组采用了超大阵列的设计方式，搭载目前业界最大的48发48收级联雷达系统方案，虚拟通道数可以达到2304个。Arbe公司首席执行官Kobi Marenko指出，得益于该芯片组，能够让L2+级别及以下的自动驾驶汽车更加安全，并且能够打造出L3级及以上的高阶自动驾驶汽车。在这些应用场景中，成像雷达将比激光雷达表现更加出色，不会像激光雷达一样受到复杂系统、透明镜面和清洁系统的限制。并且，在车载方式上，激光雷达需要安装在车侧面或者车顶，破坏了汽车本身的平衡，成像雷达则能够隐藏于各种配置中，兼顾耐用性和功能性。更为重要的是，成像雷达是一种经济实惠的方案，并保证行车的真正安全。 由于具有高分辨率的全空间感测（包括仰角）能力，Arbe感知雷达芯片组能够让车辆在全天候和全天时的情况下确定前方探测到的是指示牌、树木还是行人，帮助AEB系统做出正确的选择，防止系统出现不刹车或者“幽灵刹车”的情况。 Arbe公司首席执行官Kobi Marenko解释称，AEB系统不刹车和“幽灵刹车”都是因为系统出现了虚警的情况，包括误报和漏报两种情形。其中，感知系统天线越稀疏越容易出现“误报”的情况，这种情况下很容易“探测”到车辆前方不存在的物体，这是导致“幽灵刹车”的主要原因；当然天线阵列稀疏也会出现有人却检测不到的情况，这就是AEB系统不刹车的原因。Arbe的做法是，感知雷达依靠单帧中密集的无模糊阵列，低延迟将幽灵识别数量降低，同时较大幅度减轻对跟踪器的依赖。 除了夜间场景，还有很多情况是传统雷达系统无法很好应对的，导致AEB系统做出了错误的判断。这样的场景包括检测静止物体，例如停在路边的汽车，检测路上如轮胎这样较小的物体，或者检测行人等。在这些场景下，由于多普勒的模糊性和虚警，传统雷达的检测结果令人担忧，但Arbe等公司提供的成像雷达却能够很好地解决这些问题，从而实现零道路死亡的愿景。 在自动驾驶领域，Arbe的Phoenix是全球第一款超高分辨率的4D成像雷达，具备行业领先的雷达性能、庞大的通道数量、强大的处理能力和先进的算法，为自动驾驶和汽车安全带来了无与伦比的冗余性，能够满足整机厂当前和未来数年内的配置需求。 Arbe公司首席执行官Kobi Marenko表示，“Phoenix芯片组作为超高分辨率的4D成像雷达，能够在光学传感器出现故障的情况下（比如夜间）增强环境感知能力，并且能够提供包括深度感知、相对速度、物体方向和远距离检测等在内的多元化数据，是车辆在任何情况下提供冗余性能的关键传感器。这些领先的性能不仅为行车安全提供保障，同时能够适配整车厂所需的各种算法，提升车辆的感知能力，支持软件定义汽车的先进理念，而无需额外的硬件，让车辆在市场竞争中保持领先地位。” 北京时间2022年7月19日，Arbe推出业内首款增强感知和传感器融合的环绕成像雷达Lynx，采用24*12信道，性能优于业内的3*4角雷达，甚至优于新一代12*16前向雷达。“Lynx主要安装在车周和车尾，为解决环绕安装的传感器缺口提供了一种解决方案，也是对Phoenix感知雷达的补充，能够捕捉到车周360度全景。综合而言，Lynx是一款集远距离、高分辨率、360度全景和高性价比于一体的解决方案。”Arbe公司首席执行官Kobi Marenko介绍称。 助力中国自动驾驶产业发展
目前，在中国市场，辅助驾驶和自动驾驶高速发展。根据摩根大通此前的统计数据，2019年-2025年期间，中国L1-L5级的辅助驾驶和自动驾驶市场规模将实现33%的年均增长率，2025年的市场规模将达到约71亿美元。麦肯锡则在报告中指出，中国未来很可能成为全球最大的自动驾驶市场，预计至2030年，中国自动驾驶相关市场的规模将超过5000亿美元。 Arbe对中国汽车市场同样看好，“中国是世界最大的汽车市场，也是科技方面发展最好的国家之一。Arbe是成像雷达芯片组的供应商，我们与许多中国tier 1级供应商合作密切，这些厂商为市场提供具体的设备，为汽车制造商在测试、软件升级方面提供支持，以满足中国庞大的商业需求。我们的合作伙伴会同先进的tier 1级供应商一道为中国的汽车提供Arbe的4D成像雷达芯片组解决方案，助其实现前所未有的安全性能，利用先进的检测技术与感知能力来避免事故。”Arbe公司首席执行官Kobi Marenko讲到。
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所谓的成像雷达也就是4D毫米波雷达，是3D毫米波雷达的升级版。4D成像雷达在传统毫米波雷达的基础上增加了目标探测物的高度信息，传统毫米波雷达只有X轴、Y轴的信息数据，4D成像雷达则又增加了Z轴，能够收集探测物距离、方位、高度以及速度四个维度的信息，因此高分辨率的4D成像雷达便具备物体探测、解析和分辨的能力。传统毫米波雷达由于只能感知地面上的物体，因此在高阶自动驾驶方面已经不能够满足性能冗余的要求。与此同时，在帮助AEB系统应对夜间场景时，4D成像雷达也具有天然的优势。“高分辨率成像雷达是唯一能够在不同天气环境和不同照明条件下进行感知的传感器，在Arbe的感知芯片组里搭载丰富的感知算法，并增加了自由空间映射功能，可以识别车辆周围环境中的可驾驶区域，引导车辆在白天或晚上行驶，并保护交通弱势群体（行人、骑自行车的人等）。”Arbe公司首席执行官Kobi Marenko讲到。
由于具有高分辨率的全空间感测（包括仰角）能力，Arbe感知雷达芯片组能够让车辆在全天候和全天时的情况下确定前方探测到的是指示牌、树木还是行人，帮助AEB系统做出正确的选择，防止系统出现不刹车或者“幽灵刹车”的情况。Arbe公司首席执行官Kobi Marenko解释称，AEB系统不刹车和“幽灵刹车”都是因为系统出现了虚警的情况，包括误报和漏报两种情形。其中，感知系统天线越稀疏越容易出现“误报”的情况，这种情况下很容易“探测”到车辆前方不存在的物体，这是导致“幽灵刹车”的主要原因；当然天线阵列稀疏也会出现有人却检测不到的情况，这就是AEB系统不刹车的原因。Arbe的做法是，感知雷达依靠单帧中密集的无模糊阵列，低延迟将幽灵识别数量降低，同时较大幅度减轻对跟踪器的依赖。除了夜间场景，还有很多情况是传统雷达系统无法很好应对的，导致AEB系统做出了错误的判断。这样的场景包括检测静止物体，例如停在路边的汽车，检测路上如轮胎这样较小的物体，或者检测行人等。在这些场景下，由于多普勒的模糊性和虚警，传统雷达的检测结果令人担忧，但Arbe等公司提供的成像雷达却能够很好地解决这些问题，从而实现零道路死亡的愿景。在自动驾驶领域，Arbe的Phoenix是全球第一款超高分辨率的4D成像雷达，具备行业领先的雷达性能、庞大的通道数量、强大的处理能力和先进的算法，为自动驾驶和汽车安全带来了无与伦比的冗余性，能够满足整机厂当前和未来数年内的配置需求。
Arbe公司首席执行官Kobi Marenko表示，“Phoenix芯片组作为超高分辨率的4D成像雷达，能够在光学传感器出现故障的情况下（比如夜间）增强环境感知能力，并且能够提供包括深度感知、相对速度、物体方向和远距离检测等在内的多元化数据，是车辆在任何情况下提供冗余性能的关键传感器。这些领先的性能不仅为行车安全提供保障，同时能够适配整车厂所需的各种算法，提升车辆的感知能力，支持软件定义汽车的先进理念，而无需额外的硬件，让车辆在市场竞争中保持领先地位。”北京时间2022年7月19日，Arbe推出业内首款增强感知和传感器融合的环绕成像雷达Lynx，采用24*12信道，性能优于业内的3*4角雷达，甚至优于新一代12*16前向雷达。“Lynx主要安装在车周和车尾，为解决环绕安装的传感器缺口提供了一种解决方案，也是对Phoenix感知雷达的补充，能够捕捉到车周360度全景。综合而言，Lynx是一款集远距离、高分辨率、360度全景和高性价比于一体的解决方案。”Arbe公司首席执行官Kobi Marenko介绍称。
